材料是人类赖以生存和发展的基础，人类一直在努力寻找和合成特性更加优良的新材料。随着计算机技术的兴起，人们尝试模拟材料的结构，运用相关理论知识计算材料的特性。磁学性质是材料的重要特性之一，也是模拟计算的重要领域。磁性来源于原子磁矩，原子磁矩包含原子核磁矩、电子轨道磁矩和电子“自旋”磁矩。传统电子器件电子管、晶体管等是运用电子的输运特性实现功能，而不考虑电子的自旋特性。稀磁半导体是指用少量的磁性过渡性金属阳离子代替没有磁性的半导体中的一部分阳离子形成的一类新型半导体。稀磁半导体在传统半导体材料中引入了新的自由度，把电子的电荷属性和自旋属性集中在一种器件上，它在电子信息产业中的应用会产生众多拥有新特性的“自旋电子器件”。稀磁半导体应用前景十分诱人，已经成为凝聚态和材料物理研究的重点领域。氧化锌(纤锌矿)是一种具有许多优良特性的宽禁带半导体材料，在氧化锌晶体中掺入某些磁性阳离子能够形成具有磁性的稀磁半导体。氧化锌晶体的电子轨道和掺入的阳离子之间交换耦合作用使得它可能出现高居里温度铁磁性，所以氧化锌掺杂成为了研究热点之一。通常情况下，极化电子的注入是“自旋电子器件”应用和发展中一个重要和棘手的问题。将极化电子注入到半导体中可以有效的把载流子的输运特性和它的自旋动力学方面的特性集中在同一材料上。理论表明：从电阻率比较低的铁磁性材料向电阻率较大的半导体材料中注入自旋极化电子的效率小于2％，寻找具有高自旋极化率的材料也是稀磁半导体研究的重要课题之一。掺杂氧化锌稀磁半导体的研究是对寻找半金属性磁性材料的有益探索。本文通过基于密度泛函理论的第一性原理计算软件对掺杂氧化锌进行计算，研究表明：V、Co、Ni掺杂ZnO表现出磁性；V掺杂ZnO的总态密度主要由O的p态和V的d态贡献，V的d态自旋向上的态密度和自旋向下的态密度曲线差异较大，并且自旋向下表现出绝缘性，自旋向上表现出金属性，故V的d态具有半金属性；Co掺杂ZnO中Co的d轨道具有半金属性；V和Co共掺杂的ZnO的自旋结构表明，在Fermi面附近V和Co的d电子自旋分布都出现半金属特性，与单独掺杂的情形相比，材料的磁性比较接近，不过两种元素引入的d电子态的局域化程度表现出不同的变化趋势。